Based on single chip microcomputer intelligent street light control system
【 abstract 】 A street light automatic control system design, combined with the control, electric lamp switch control function; And street lamp fault detection and fault street lamp according to the function of the number. Use on STC 89C51 as the core Control unit; Using DS1302 clock chip to control the point open to turn off the lights when street lamps; By a photosensor complete collection of ambient light and street light fault detection, so as to realize the number of optically controlled open to turn off the lights and fault street lamp display. This system Can through the RS - 232 communication port with the street light control room of the upper machine communication.
【key words】STC 89C51; Clock chip DS1302; photosensor
Introduction
For the most part at present domestic cities and regions of the street lamp Lighting adopts electric control, time control and single point of electrons Control, maintenance management and manual inspections and the masses The traditional way, because of the lack of scientific and effective monitoring Means, large area lighting during the day, night not large area Light phenomenon occurs frequently, often can#39;t find and in a timely manner Processing, not only caused power resources, human resources Cost, improve the operating costs of the system and to citizens Life bring inconvenience.
Intelligent road lighting system can according to different area Domain of different functional requirements, at different times and different every day Natural light or under different traffic flow conditions, the press According to a specific setting, realize dynamic wisdom of road lighting Can management, namely the TPO management (TIME/PLACE, TIME Location/OCCASION occasions). Intelligent road lighting Control system, through the comprehensive consideration and analysis and road Ming is closely related to the intensity of illumination time, road, environment and hand it in Scene control methods of factors such as flow rate, in the microcomputer According to the preset control strategy, the road lighting into action Street lamp intelligent management and control in different conditions normally In different states implement diversified road lighting scene, To improve the quality of lighting at the same time get the best section Can effect.
1. The system hardware design
Control circuit mainly to light, temperature signal acquisition, data computing and analysis, and control of street lamp driver circuit according to the results of the operation. Circuit must have MD conversion function, adopt STCl2C5608AD single chip microcomputer as control unit, the single-chip computer as a single clock cycle enhanced 8051 kernel microcontroller, it contains 8 KB FLASH program memory, eight road lO MD conversion interface, can meet the need of data acquisition. Light intensity, temperature sensor using photosensitive resistance and thermal resistance, respectively.
Figure 1
Figure 2
Photosensitive resistor Rx and resistance R2 bleeder circuit, light intensity changes, microcontroller P1.7 pin input voltage changes, and P1.7 pin can be set up for MD conversion interface, set a threshold voltage for light intensity can distinguish between day and night. Thermal resistor Rx and R3 bleeder circuit, the temperature changes, P1.5 pin voltage change, the figure 1 watch NA L/D conversion control circuit green quality can calculate the actual environment temperature and time control to modify parameters. S1 for four dial the code switch, can be used to think.
1.1 hardware design
System hardware modules include: control module, mining Use 89 c51 to realize on STC; Sensor module, Using photosensitive resistance on the surrounding environment light Sample, using photosensitive diode on-off to street lamp equipment Obstacle detection; The clock module, using DS1302 clock chip Slice; Display module, which is made up of four LED digital tube, use To display the fault street lamp number; Sound and light alarm module, Implementation of malfunctioning of the street lamp light hint; Communication moduleBlocks, used to transmit commands from PC.
1.2 module function
On STC 89 c51 based on DS1302 clock chip Provide the clock signal, according to the following time implementation control Turn off the lights.
(1) : winter time 18:00 lights at night, The next morning at 7:30 to turn off the lights.
(2) age season time: the evening number is turn on the light, The next morning at 6:30 to turn off the lights.
(3) in the summer time: 20:00 lights at night, The next morning at 5:30 to turn off the lights.
Dynamically changes of this period of time, changes in the operation A machine to complete, through the communication module will hold instructions written to STC 89 c51 chip, then changed the point open to turn off the lights During work time.
Photosensitive resistance, by appropriate wavelength of light , the current will along with the increase of light intensity, thus Realize the photoelectric conversion. To die by ADC0832 device Hold number converted to provide single-chip, STC 89 c51 according to The default program realize the electric lamp switch function.
(1) automatic metering, during the day (or light) When lights go out, night (dark or light) street lights automatically Light up.
(2) the sensitivity is adjustable, can adjust according to need Any work under the light.
(3) to prevent the instant bright light interference, the AD hoc Delay off function (to strong light, the light switch When 30 seconds to shut down automatically).
Photosensitive diode is to use silicon PN knot when the light is produced A photoelectric device, light current work in reverse bias Because of the pressure. During the day light or lamp light photosensitive 2 directly Diode reverse r
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基于单片机的智能路灯控制系统
【摘要】设计了一个路灯自动控制系统，具有时控、光控相结合的路灯开关控制功能；以及路灯故障检测并显示故障路灯编号的功能。采用STC 89C51单片机作为核心控制部件；利用时钟芯片DS1302对路灯进行时控开关灯控制；由光敏器件完成环境光照度的采集与路灯故障检测，从而实现光控开关灯与故障路灯的编号显示。本系统可以通过RS-232标准通信端口与路灯控制室的上位机进行通信。
【关键词】STC 89C51单片机；时钟芯片DS1302；光敏器件
引言
目前国内绝大部分的城市和地区路灯照明控制采用光控、时间控制及单点电子控制，维修管理采用人工巡查及群众反映等传统方式，由于缺乏科学有效的监控管理手段，白天大面积亮灯，夜间大面积不亮灯现象经常发生，往往不能及时发现和处理，不但造成电力资源、人力资源的浪费，提高了系统的运行成本，又给市民的生活带来不便。
智能化道路照明系统能够根据不同区域的不同功能需求，在每天不同时段、不同自然光照度或者不同交通流量情况下，按照特定的设置，实现对道路照明的动态智能化管理，即TPO管理(TIME时间／PLACE地点／OCCASION场合)。智能化道路照明控制系统，通过综合考虑和分析与道路照明密切相关的时间、路段、环境照度和交通流量等因素的场景控制方法，在微机中按照预设的控制策略，对道路照明进行动态智能化管理，控制路灯在不同情况下工作在不同状态实现多样化的道路照明场景，从而在提高照明质量的同时获得最佳的节能效果。
1.系统硬件设计
控制电路主要完成对光线、温度信号的采集，数据的运算和分析，以及根据运算结果控制路灯驱动电路。电路需具有MD转换功能，采用STCl2C5608AD单片机作为控制单元，该单片机为单时钟周期增强型8051内核的单片机，片内含8KB的FLASH程序存储器，有8路lO位MD转换接口，可满足数据采集的需要。光强度、温度传感器分别采用光敏电阻和热敏电阻。如图一所示：
图一
图二
光敏电阻Rx与电阻R2组成分压电路，光强变化时，单片机P1.7引脚输入电压变化，P1.7引脚可设置为MD转换接口，为光强设置一个临界电压即可区分白天和黑夜。热敏电阻Rx与R3组成分压电路，温度变化时，P1．5引脚电压变化，经图1控制电路绿色质量观察L NA／D转换可计算实际环境温度，以修改时间控制参数。s1为4位拨码开关，可用于认为设定参数，以增加控制器的灵活性。
1.1 硬件设计
系统硬件模块包含：控制模块，采用STC 89C51单片机实现；传感器模块，采用光敏电阻实现对周围环境光照度的采样，采用光敏二极管通断进行路灯设备故障的检测；时钟模块，采用DS1302时钟芯片；显示模块，由4个LED数码管组成，用来显示故障路灯的编号；声光报警模块，块，用于传输来自上位机的指令。
1.2 模块功能
STC 89C51单片机根据时钟芯片DS1302提供时钟信号，按照下列时段实现时控开关灯空。
（1）冬季时间：傍晚18：00开灯，次日早晨7：30关灯。
（2）春秋季时间：傍晚19：00开灯，次日早晨6：30关灯。
（3）夏季时间：傍晚20：00开灯，次日早晨5：30关灯。
这个时段可动态修改，修改操作在上位机完成，通过通信模块将指令写入STC89C51芯片内，随即就改变了时控开关灯的工作时段。
光敏电阻，受到适当波长的光线照射时，电流就会随光强的增加而变大，从而实现光电转换。通过ADC0832器件进行模数转换后提供给单片机，STC 89C51按照预设的方案实现如下光控路灯开关功能。
（1）自动测光，白天（或光线强时），夜晚（或光线暗时）路灯自动点亮。
（2）感光度可调，可根据需要调节在任意光线下工作。
（3）为防止瞬间强光的干扰，特设延时关闭功能（光线达到强光时，开关延时30秒左右才自动关闭）。
光敏二极管是利用硅PN结受光照后产生光电流的一种光电器件，工作于反向偏压。白天受光照或路灯直接照射时光敏二极管反向电阻减小，二极管导通；光照很小时光敏二极管反向电阻增大，二极管截止。采用光敏二极管，检测夜晚路灯是否正常工作。当光敏二极管截止时表明路灯设备故障或被盗，STC 89C51启动声光报警装置，同时在4位LED数码管上显示相应的路灯编号。
2.软件设计
本系统的软件设计分为七部分，主要包括LED数码管显示程序设计；光照度检测程序设计；设备故障检测程序设计；时钟芯片驱动程序设计；开关灯程序设计；通信程序设计；声光报警程序设计等。
软件程序包括：主程序、系统初始化子函数、A／D转换子程序、通讯处理子函数、键盘处理子函数、经纬时钟计算处理子函数、拨码开关处理子函数、开关量输入处理子函数、开关量输出处理子函数、显示处理子函数。单片机的软件编程以CodeVisionAVR C编译器作为开发平台，采用C高级语言编写。
3.结束语
采用无线收发模块与单片机的集成设计，可降低系统的硬件成本，安装方便，易于维护。采用STR一15型微功率无线数传模块、高效前向纠错信道编码技术，提高了数据抗突发干扰和随机干扰的能力。采用高速单片机W7E58，提高了液位的测量精度，简化了系统的硬件结构。该系统不仅对液位测量是一种安全、有效的解决方案，也可以应用于其它恶劣环境下的物位测量。
路灯系统是道路交通不可缺少的照明设施，设计一种智能化路灯控制系统，对提高道路的诱导性，提高夜间行车的安全感和舒适感，有效防止犯罪活动，美化环境，节省电力资源，具有一定的现实意义和可开发价值。
参考文献
[1]求是科技.8051系列单片机C程序设计完全手册[M].人民邮电出版社,2006.
[2]求是科技.单片机典型外围器件及应用实例[M].人民邮电出版社,2006,2.
[3]边春远,王志强.MCS-51单片机应用开发实用子程序[M].人民邮电出版社,2005,9.
[4]沈红卫.基于单片机的智能系统设计与实现[M].电子工业出版社,2005.
[5]万光毅,孙九安,蔡建平.SOC单片机实验、实践与应用设计——基于C8051F系列[M].北京航空航天大学出版社,2006.
[6]徐爱钧,彭秀华.Keil Cx51 V7.0单片机高级语言编程与mu;Vision2应用实践[M].北京:电子工业出版社,2004.
[7]赞一鸣，王祟贵，刘进宇．智能路灯控制系统设计与应用研究们．现代电子技术，2010．(1)：207-210．
[8]慷华光，陈太钦．电子技术基础模拟部分[M]．北京：高等教育出版社，2001．
半导体
1 半导体基础
1.1 半导体材料
固体材料可以划分为三类：绝缘体、半导体和导体。绝缘体如融合石英和玻璃具有很低的电导率。半导体的电导率在那些绝缘体与导体之间。半导体的导电性一般对温度光照、磁场、和每分钟数量的杂质原子敏感。这个敏感的电导率使半导体的一个最重要的材料来电子应用。
半导体材料的研究开始于十九世纪早期。这些年,许多半导体进行了研究。元素半导体,那些由单一物种原子组成,如硅元素(Si)和锗Ge),可以发现,在第四栏中.然而,许多化合物半导体被组成的两个或两个以上的元素。例如,镓(材料)是一个3 - 5个化合物,是一个结合镓(Ga)从栏目3和砷从栏目5.
在1947年发明双极型晶体管之前,只有当使用半导体两端的设备,如整流器和光电二极体。20世纪50年代初期,锗是主要的半导体材料。然而,锗证明不适合在许多应用场合,因为锗设备高泄漏电流展出只有中度温度。此外,锗氧化物水溶,宜于为设备的制造。自从20世纪60年代初硅已成为一种实用的替代物,现在已经几乎取代了锗的材料为半导体制造。我们现在的主要原因是,采用硅半导体设备具有较低的泄漏电流和高质量的二氧化硅热可以种植。也有一个经济的考虑。硅纳米二氧化硅、的形式由25%的地壳仅次于和硅氧丰富。目前,硅是学习最多的元素,元素周期表硅技术是到目前为止最先进的在所有半导体技术。
许多化合物半导体电子和光学特性,缺乏研究。有镓半导体材料(特别是)主要用于微波与光的应用。虽然我们不知道技术在很多情况下复合半导体的和我们一样硅、复合半导体技术的研究进展,部分原因是硅技术。
1.2 晶体结构
固体可分为晶体,多晶,非晶。一种无定形的固体没有well-define结构;事实上,它的特点是它的形态。在过去的10年里,非晶硅已经收到了大量的关注,主要是因为对其应用提供低廉的太阳能电池。最近,非晶硅太阳能电池的使用效率的更大的10%,实现了低功率设备适用于电子消费产品,如敞开式、手持式计算机,然后相机。探索性工作正在建立了非晶场效应晶体管(FETs)为大面积的显示器和影像传感器。然而,非晶半导体将发挥重要的作用微电子在可预见的将来。它应该指出二氧化硅、极其重要的资料在半导体技术也一种无定形的固体。然而,它利用绝缘体,所以其导电性能不重要的给我们。
在多晶硅固体、有许多小区域,每一种都有有组织结构不同于其周边地区。这样的一种材料可以生产出廉价而被广泛应用在微电子,例如,多晶硅(Poly-Si),这是用作导体,联系,门晶体管。两个非晶和多晶硅材料结构比较复杂,结果是减少明确的器件物理。
1.3 固体材料价键模型
在晶格带正电的核心,四周都是围绕电子带负电荷的各组分的原子。如果原子是紧密,核外电子的轨道会重叠原子产生强烈的力量。外电子,即价电子,是最重要的在确定坚实的电气性能。在一个金属导体诸如铝价金、电子能引起所有原子结构中的固体。这些电子并不是受制于单独的原子和可以自由地导致的传导电流在一种应用的电场。摘要自由电子密度金属的指挥是在方订货1023cm-3,产生的电阻率小于10- 5厘米。例如:石英在绝缘体二氧化硅),几乎所有的价电子保持紧密地束缚,组成原子和对不具备电流传导。因此,硅的电阻率大于1016厘米。
作为讨论在1.1,每一个原子菱形格有四个最近的邻居。每一个原子有四个电子轨道的外,每一个原子股票的铁棍有四个电子邻居。这种分享的电子被称为共价结合;对每个电子构成共价键中。共价结合发生类似的原子间的核外电子配置。每个电子花同等数量的时间和每一个核。然而,这两电子把大部分时间花在两个人之间的细胞核。吸引力的力量对于电子核双方所拥有的两个原子在一起。为闪锌矿格如镓、主要连接力量从共价债券。然而,镓有轻微的离子连接力是相互之间的静电吸引力Ga -离子和四个邻国作为 离子和四个邻国Ga-离子。
在较低的温度、电子捆绑在各自的四面体窗棂;因此,他们不能导电。在高温、热能使一些电子打破债券,并被解放了的电子则可以自由的为电流传导。因此,半导体表现得像绝缘体在较低的温度下和导体在高温。在室温条件下,电阻率的纯硅5厘米,2times;10远远高于是的良导体。
每当价电子获得解放在半导体中,一个空缺就会被抛在后面的共价键中。坐满这类之一,它的结果必然是邻近的电子转移位置不足,如从我们约定地点处可能会因此考虑作为一个粒子这类类似于电子。这虚拟的粒子被称为洞。它带正电荷移动时,的影响下,在电场的方向相反的专业制造厂商。一个洞的概念,就好比是泡沫的液体。尽管它其实是液体,动作,很容易谈论这项议案的泡沫在相反的方向。
1.4 施主与受主杂质
当一个半导体、掺杂、半导体变得外在和杂质的能量水平进行了介绍。一个硅原子取代(或替代)由一个砷原子和五价电子。砷原子形式用它的四个共价键邻近的硅原子。第五电子成为办理电子那就是“捐赠“导带。硅变得n型因为加入负电荷载体的研究,以及砷原子被称为捐献者。类似的,当一个硼原子和三价电子代替硅原子,另外电子从四个接受共价债券在硼、和一个带正电的“洞”是按照价带。这是一个p型半导体、硼是一种的受体。
浅捐助者以硅和镓,通常要足够的热能的能量供应某些急诊到室温下所有捐赠杂质,从而提供了平等的数量的电子导带。这种情况被称为完全游离。在一个完整的电离条件下,我们可以写这电子密度
N=ND (1.1)
我们所得到的费米水平的有效期限的态密度和数控和供体浓度
EC-EF=ktln (NC/ND) (1.2)
很明显,浓度越高越小的施主能量差异(EC-EF),也就是说,费米能将接近底部的导带。同样地,对高等受体浓度、费米能将接近顶部的价带。
2 二极管特性
2.1 介绍
大部分的电子设备依赖的电特性不同材质相连接。这样的连接是两端设备和被称为二极管。当n型和p型硅晶体,被连接在一起形成pn结。在实际工作中,通过增加形成pn结间接性转化的杂质的捐赠人晶片或物器p型向。有各种各样的方法来连接的形成。
合金、外延、扩散和离子注入在一些
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